文档介绍：应用于城市道路的SMA配合比试验研究
应用于城市道路的SMA配合比试验研究
摘要:从级配选取、最佳沥青用量的选择、路用性能三方面对应用于城市道路的SMA混合料进行了全面的研究,并确定了符合规范要求的级配和沥青用量。
关键词:城市道路,SMA,路用性能
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:
目前在城市道路中使用最广泛的路面沥青混合料为AC型混合料,它具有空隙率小,便于施工等优点,但其高温性能和耐久性差,路面构造深度小、抗滑能力低,极易造成滑溜而引发交通事故。这种现象随着道路交通流量增大,特别是重型车辆的增多和高压轮胎的使用越来越严重。
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)具有良好的高温稳定性、抗滑性、低噪音和耐久性等特点。由于这些良好的的性能不仅可以大大提高路面使用寿命,还可增加行车安全,减小噪声污染,所以其在许多国家已经得到广泛应用。广州作为中国第三大城市、国家中心城市,研究并推广SMA的应用将有助于提升城市道路行驶条件,具有重要实践意义。
1 原材料准备
本研究采用厦门华特公司生产的星型SBS改性沥青,以加厚裹覆在粗集料表面上的沥青膜,减少沥青析漏,防止SMA路面在重荷载作用下玛蹄脂的上浮,从而稳定粗集料骨架结构,增强SMA混合料的粘聚力和抗剪强度,保证SMA路面具有优异的高温稳定性。
碎石选用的是角闪片麻岩,按照JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》中集料密度试验方法进行试验,其技术指标符合规范要求。
填料为本地生产的石灰岩矿粉,,。
用于 SMA 的纤维稳定剂包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物化学纤维等,本文配合比设计中选用了垦特莱松散木质素纤维。
2 配合比设计
SMA是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架密实型沥青混合料,其特点为:“三多一少”,即沥青多、粗集料多、矿粉多、细集料少。SMA 混合料的集料级配属间断级配,这种级配的优点在于集料组成中既有足够数量的粗集料可以形成空间骨架,同时又有一定数量的细集料填充于骨架的间隙,使混合料具有较高的密实度。细集料太少,会不足以填充粗集料的骨架间隙;细集料过多,就会产生“干涉”而使粗集料悬浮,使骨架结构减弱。因此SMA混合料中粗细集料用量要适当,这是配合比设计时应当注意的关键问题。
表1集料筛分结果

图1SMA-16各初试级配曲线图
对于SMA-16沥青混合料,该 SMA 混合料的公称最大粒径为 16mm,故为粗细集料的分界筛孔。通过调整各档料的比例来调整矿料级配,其中矿粉的通过率均在 10%左右。集料筛分结果与初试级配如表1和表2所示,级配曲线见图1。
按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(TJGE 20-2011)对初拟的三个级配成型马歇尔试件,根据经验,油石比取6%成型试件。混合料拌和工艺如下:首先纤维与矿料干拌 120s,然后加入沥青湿拌 90~100s,最后加入矿粉拌和 90~100s,其中拌和温度控制在 175℃~180℃,击实温度控制在 165℃~170℃。通过测试试件的毛体积密度,计算空隙率各种体积指标,试验结果如表3所示。
表3各初试级配体积指标汇总

从表3中数据可以看出,七种级配的粗集料骨架间隙率(VCAmix)